KR100324636B1 - 차량용 모터의 자기 부상형 아마추어 샤프트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동일 극성을 갖는 2개의 자석을 서로 대향으로 배치하여 자력에 의한 갭을 유지함과 동시에, 자석을 아마추어 샤프트 상에 고정시키기 위한 홀더의 구조를 변형시켜 이들 자석 간의 직접적인 접촉을 방지함으로써 내구성을 향상시킬 수 있는 차량용 모터의 자기 부상형 아마추어 샤프트에 관한 것으로, 이것은 상기 마그네트(12)의 축방향 중심과 상기 코어(20)의 축방향 중심은 제 1갭(a)을 제공하도록 소정의 거리만큼 오프셋 되어 있으며, 상기 아마추어 샤프트(18)의 타단에는 제 1홀더(30)에 의해서 상기 정류자(26)와 인접하게 배치되는 제 1자석(28)과, 제 2홀더(34)에 의해서 상기 제 1자석(28)과 동일 극성을 갖도록 대향으로 배치되는 제 2자석(32)을 포함하되, 상기 제 1홀더(30)의 축방향 길이는 상기 제 1자석(28)의 축방향 길이보다 크게 형성되어 있는 구조를 지닌다.

Description

차량용 모터의 자기 부상형 아마추어 샤프트{MAGNETIC SEPARATING TYPE ARMATURE SHAFT FOR A DC MOTOR OF AN AUTOMOBILE}

본 발명은 차량용 직류모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 동일 극성을 갖는 2개의 자석을 서로 대향으로 배치하여 자력에 의한 갭을 유지함과 동시에, 자석을 아마추어 샤프트 상에 고정시키기 위한 홀더의 구조를 변형시켜 이들 자석 간의 직접적인 접촉을 방지함으로써 내구성을 향상시킬 수 있는 차량용 모터의 자기 부상형 아마추어 샤프트에 관한 것이다.

일반적으로, 모터는 전기의 공급시에 자화되는 전자석과 영구자석 간에 발생되는 힘에 의해 회전되는 샤프트를 이용하여 필요로 하는 동력을 얻는다. 이러한 모터에는 차량의 윈도우 글래스 모터나 와이퍼 머터와 같이 감속부가 구비되어 있는 감속형 모터{GEARD TYPE MOTOR}와, 히터모터와 같이 감속부가 구비되어 있지 않는 비감속형 모터{NON-GEARD TYPE MOTOR}가 있다.

이러한 차량용 직류모터의 일반적인 구성을 보면, 모터의 외형을 이루는 모터 하우징의 내주부에는 마그네트가 부착되어 있으며, 이 하우징의 길이 방향으로는 외주부에 코어가 감겨져 있는 아마추어 샤프트가 회전 가능하게 배치되어 있다. 이 아마추어 샤프트에는 외부에서 유입된 전기를 코어에 안정적으로 공급하기 위한 정류자가 부착되어 있다.

이러한 구성의 차량용 직류모터에 있어서, 아마추어 샤프트와 하우징 간의 유격은 소음 및 내구성 면에서 모터의 품질을 결정하는 매우 중요한 요소가 되고있다. 따라서, 모터의 제조시에는 유격을 정확히 유지할 수 있는 방안을 강구하여야 한다. 종래에는 유격 조정을 위해서 모터 하우징의 내면과 아마추어 샤프트의 일단 간의 공간부에 스페이서를 삽입하는 구조를 주로 채용하였다. 조립시에는 기어 케이스의 내면과 아마추어 샤프트 사이의 간격을 센서로 측정한 다음, 그에 상응하는 두께의 스페이서를 골라 공간부에 삽입하여 유격을 조정하였다.

이러한 구성을 지닌 종래의 자동차용 직류모터의 유격 조정구조에서는 기어 케이스의 내면과 아마추어 샤프트 사이의 공간에 맞게 스페이서를 삽입하여 놓았기 때문에, 조립 초기에는 유격이 정확하게 유지될 수 있으나, 장기간 사용하게 되면 스페이서와 아마추어 샤프트와의 마찰 접촉에 따른 마모로 인해서 이들 간의 간격이 증대되어 유격이 발생됨으로써 작동의 신뢰성이 저하된다. 특히, 양쪽 축수부에 의해서 지지된 아마추어 샤프트가 고속 회전시에는 한쪽으로 치우침으로써 소결 부시의 측면에 슬립이 발생되면서 마찰에 의한 노이즈가 발생하게 되고, 그로 인해 상대부품과의 마모에 의해서 수명이 단축되는 문제가 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 아마추어 샤프트 상의 적절한 위치에 동일 극성을 갖는 2개의 자석을 배치한 다음, 이 2개의 자석을 이용하여 아마추어 샤프트 상에 적절한 크기의 갭을 제공하되, 이중 제 2갭을 제공하는 이격수단의 경우에는, 동일 극성을 갖는 2개의 자석을 서로 대향으로 배치하여 자력에 의한 갭을 유지함과 동시에, 자석을 아마추어 샤프트 상에 고정시키기 위한 홀더의구조를 변형시켜 이들 자석 간의 직접적인 접촉을 방지함으로써 내구성을 향상시킬 수 있는 차량용 모터의 자기 부상형 아마추어 샤프트를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아마추어 샤프트의 장착상태를 나타낸 단면도,

도 2는 도 1의 일부를 확대하여 나타낸 단면도,

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이격수단의 구성을 보인 일부 확대도.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

10:하우징 12:마그네트

14:후방부 16:전방캡

18:아마추어 샤프트 20:코어

22:칼러 24:축수 베어링

26:정류자 28:제 1자석

30, 30':제 1홀더 30a:플랜지

32:제 2자석 34:제 2홀더

36:부시

상술한 본 발명의 목적은 모터의 외형을 이루는 하우징의 내주부에는 마그네트가 부착되어 있으며, 이 하우징의 길이 방향으로는 외주부에 코어가 감겨져 있는 아마추어 샤프트가 회전 가능하게 배치되어 있고, 이 아마추어 샤프트에는 외부에서 유입된 전기를 코어에 안정적으로 공급하기 위한 정류자가 고정되어 있는 차량용 모터에 있어서, 상기 마그네트의 축방향 중심과 상기 코어의 축방향 중심은 제 1갭(a)을 제공하도록 소정의 거리만큼 오프셋 되어 있으며, 상기 아마추어 샤프트의 타단에는 제 1홀더에 의해서 상기 정류자와 인접하게 배치되는 제 1자석과, 제 2홀더에 의해서 상기 제 1자석과 동일 극성을 갖도록 대향으로 배치되는 제 2자석을 포함하되, 상기 제 1홀더의 축방향 길이는 상기 제 1자석의 축방향 길이보다 크게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 모터의 자기 부상형 아마추어 샤프트에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 아마추어 샤프트의 장착상태를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 일부를 확대하여 나타낸 단면도이다.

먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 차량용 직류모터의 전체적인 구성을 보면,모터의 외형을 이루는 하우징(10)과, 하우징(10)의 내주부에 부착된 마그네트(12)와, 하우징(10)에 길이방향으로 회전 가능하게 장착되는 것으로 외주부에는 상기 마그네트(12)와 소정의 간격을 두고 대향으로 배치되는 코어(20)가 부착되는 아마추어 샤프트(18)와, 아마추어 샤프트(18)의 양단을 하우징(10)의 전방부 및 후방부(14)에 회전 가능하게 지지하는 축수 베어링(24) 및 소결 부시(36)로 이루어져 있으며, 하우징(10)의 전방단에는 캡(16)이 끼워져 있다.

이러한 구성의 직류모터에 있어서, 자력에 의한 자기부상 효과로 아마추어 샤프트(18)상의 양단 근처에 소정의 갭을 제공하기 위한 방안으로, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 마그네트(12)와 코어(20)간의 중심위치를 편위(off set)시켜 아마추어 샤프트(18)의 일단에 제 1갭(a)을 제공함과 동시에, 타단에는 2개의 자석을 이용한 이격수단에 의해서 제 2갭(b)을 제공하는 방안을 채용하였다.

도면에서 보아 좌측에 제 1갭(a)을 제공하기 위해서, 마그네트(12)의 축방향 중심과 코어(20)의 축방향 중심을 소정의 거리만큼 오프셋 시켰다. 그에 따라, 아마추어 샤프트(18)를 하우징(10)에 대해 회전 가능하게 지지하는 축수 베어링(24)과 칼러(22)간에는 소정 크기의 제 1갭(a)이 형성된다.

다음에, 도 2에 확대하여 도시한 바와 같이, 상기 정류자(26)와 하우징(10)의 후방부(14)간에 소정 크기의 제 2갭(B)을 제공하는 이격수단의 구성을 보면, 제 1홀더(30)에 의해서 정류자(26)와 인접하게 배치되는 제 1자석(28)과, 아마추어 샤프트(18)의 일단을 하우징(10)의 후방부(14)에 회전 가능하게 지지하는 소결 부시(36)에 인접하게 배치되는 제 2홀더(34)에 의해서 제 2자석(28)과 대향으로 배치되는 제 2자석(32)으로 이루어져 있다.

여기에서, 제 2자석(32)은 제 1자석(28)의 대향면과 동일 극성(가령, 마주보고 있는 2개의 자석면이 동일한 N, N극 또는 S, S극)으로 형성되도록 함으로써, 이들 2개의 자석 간에는 항상 척력이 작용하여 제 2갭(b)을 제공할 수 있도록 하였다.

또한, 고정력의 증대를 위해서 상기 제 2홀더(34)의 일단은 상기 하우징(10) 후방부(14)에 고정되어 상기 소결 부시(36)의 길이방향 이동을 제지하도록 장착되어 있으며, 타단은 상기 제 2자석(32)의 외주부를 감싸도록 제 1자석(28)을 향해 길이방향으로 연장되어 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 제 2갭(b)을 제공하는 제 1자석(28)과 제 2자석(32)간의 직접적인 접촉을 방지하기 위한 방안으로, 제 1자석(28)을 아마추어 샤프트(18)상에 고정시키는 제 1홀더(30)의 축방향 길이를 상기 제 1자석(28)의 축방향 길이보다 크게 형성하였다.

다음에, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이격수단의 구성을 보인 일부 확대도로서, 본 실시예에서는 제 1자석(28)과 제 2자석(32)간의 직접적인 접촉을 방지하기 위해서, 제 1자석(28)을 아마추어 샤프트(18)상에 고정시키는 제 1홀더(30')의 축방향 길이를 상기 제 1자석(28)의 축방향 길이보다 크게 형성하되, 홀더(30')의 길이방향 연장단을 다시 반경방향으로 연장시켜 플랜지(30a)를 형성함으로써, 제 1자석(28)과 제 2자석(32)간의 이격 효과를 보다 증대시킬 수 있도록 하였다.

이러한 구성의 직류모터에 있어서, 아마추어 샤프트(18)의 회전시에는 하우징(10)의 내주부에 부착된 마그네트(12)와 코어(20)간의 편위(off set)에 의해서 아마추어 샤프트(18)의 제 1단 근처에는 제 1갭(a)이 제공됨과 동시에, 타단에는 서로 동일 극성으로 대향 배치되어 있는 제 1자석(28)과 제 2자석(32)에 의해서 제 2갭(b)이 제공됨으로써, 자력에 의한 자기부상 효과에 의해서 기계적인 마찰 접촉이 방지된다.

이상으로 설명한 본 발명에 의하면, 아마추어 샤프트의 외주부에 고정된 코어와 하우징의 내주부에 고정된 마그네트의 중심을 편위시켜 축수 베어링과 칼러 간에 제 1갭을 유지시키고, 동일 극성으로 대향된 2개의 자석에 의해서 발생되는 척력을 이용하여 제 2갭을 유지시켜 유격을 자동으로 조절함으로써, 소결 부시의 측면에서 발생되는 슬립을 막아 마모를 줄일 수 있으며, 그에 따라 마모로 인한 소음이 감소되어 정숙성이 향상되고 모터의 수명을 연장할 수 있다. 또한, 제 1자석을 아마추어 샤프트 상에 고정시키기 위한 제 1홀더의 길이를 길게 형성하여 제 1자석과 제 2자석 간의 직접적인 접촉을 방지함으로써 내구성을 보다 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 모터의 외형을 이루는 하우징(10)의 내주부에는 마그네트(12)가 부착되어 있으며, 이 하우징(10)의 길이 방향으로는 외주부에 코어(20)가 감겨져 있는 아마추어 샤프트(18)가 회전 가능하게 배치되어 있고, 이 아마추어 샤프트(18)에는 외부에서 유입된 전기를 코어(20)에 안정적으로 공급하기 위한 정류자(26)가 고정되어 있는 차량용 모터에 있어서,

   상기 마그네트(12)의 축방향 중심과 상기 코어(20)의 축방향 중심은 제 1갭(a)을 제공하도록 소정의 거리만큼 오프셋 되어 있으며,

   상기 아마추어 샤프트(18)의 타단에는 제 1홀더(30)에 의해서 상기 정류자(26)와 인접하게 배치되는 제 1자석(28)과, 제 2홀더(34)에 의해서 상기 제 1자석(28)과 동일 극성을 갖도록 대향으로 배치되는 제 2자석(32)을 포함하되, 상기 제 1홀더(30)의 축방향 길이는 상기 제 1자석(28)의 축방향 길이보다 크게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 모터의 자기 부상형 아마추어 샤프트.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1자석(28)을 아마추어 샤프트(18)상에 고정시키는 제 1홀더(30')에는 반경방향으로 연장되는 플랜지(30a)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 모터의 자기 부상형 아마추어 샤프트.